CHEMICKÁ IONIZACE
Vědecké články | 2020 | Chemické listyInstrumentace
GC/MSD
ZaměřeníVýrobceSouhrn
Význam tématu
Chemická ionizace (CI) je měkká ionizační technika, která complementuje tvrdou elektronovou ionizaci (EI). Umožňuje přímou detekci molekulových iontů s výrazně omezenou fragmentací, což usnadňuje stanovení molekulové hmotnosti a zlepšuje čitelnost spekter. Díky menší vnitřní energii iontů je vhodná pro analýzu termicky stabilních a dostatečně těkavých organických látek v GC/MS.Cíle a přehled studie
Článek shrnuje principy CI v kladném i záporném módu za sníženého tlaku, popisuje základní reakční cesty (přenos protonu, tvorba aduktů, hydridová abstrakce, záchyt elektronu), porovnává tři běžné reakční plyny (methan, isobutan, amoniak) a ukazuje vliv protonové afinity na rozsah fragmentace. Dále se věnuje konstrukci iontového zdroje, experimentálním podmínkám a rozšíření techniky desorpční CI (DCI).Použitá metodika a instrumentace
- Hmotnostní spektrometr s iontovým zdrojem pro CI, konstrukce podobná EI zdroji.
- Reakční plyn v ionizační komoře udržován při tlaku ~100 Pa (reakce) a ~10⁻³ Pa v analyzátoru.
- Elektrony z kovové katody urychlovány na 200–500 eV, magnetické pole prodlužuje jejich dráhu.
- Způsoby zavádění vzorku: GC kolona, přímý zdroj (rezervoir), desorpční CI (rheniový/wolframový drátek, rychlý ohřev).
- Teplota zdroje a nadbytek reakčního plynu ovlivňují frekvenci srážek a energetickou distribuci iontů.
Hlavní výsledky a diskuse
- V kladném módu dominují ionty vzniklé přenosem protonu ([M+H]+), adukty ([M+R]+) a méně často hydridová abstrakce ([M–H]+). Rozsah fragmentace závisí na protonové afinitě plynu: methan (široké použití, vyšší fragmentace), isobutan (menší fragmentace) a amoniak (nejmenší fragmentace, selektivní pro aminy).
- Srovnání spekter butyl-methakrylátu ukazuje jasný přechod od fragmentů při EI ke stabilním [M+H]+ při CI, nejméně fragmentů při použití isobutanu.
- V záporném módu probíhá především záchyt elektronu a disociační záchyt, výsledné anionty [M–●] a fragmenty poskytují selektivní citlivost pro kyselé či elektronegativní skupiny.
- Desorpční CI (DCI) umožňuje analýzu méně těkavých látek (oligopeptidy, cukry, polymery až do ~2000 Da) prostřednictvím rychlého ohřevu kovového drátku a následné ionizace.
Přínosy a praktické využití metody
CI poskytuje spolehlivé informace o molekulové hmotnosti bez nadměrné fragmentace, je snadno integrovatelná do GC/MS a DCI rozšiřuje možnosti měření na netěkavé a termicky citlivé látky. Metoda nachází uplatnění ve strukturní analýze, kvantitativním stanovení i průmyslové kvalitativní kontrole.Budoucí trendy a možnosti využití
- Optimalizace směsí a tlaků reakčních plynů pro cílenou selektivitu a kontrolovaný rozsah fragmentace.
- Vývoj nových CI zdrojů pro ambientní ionizaci a vyšší hmotnostní rozsah.
- Kombinace CI s kapalinovou chromatografií (LC/MS) a vysokým rozlišením (HR-MS).
- Přepínatelné zdroje umožňující rychlý přechod mezi EI a CI módem.
Závěr
Chemická ionizace je klíčová měkká ionizační technika, která umožňuje přímou detekci molekulových iontů s minimální fragmentací. Volbou reakčního plynu a podmínek lze cíleně ovlivnit rozsah iontových procesů a rozšířit metodiku na méně těkavé látky pomocí DCI. CI zůstává nezbytným nástrojem v GC/MS a dalších multimodálních platformách.Reference
- Dass C.: Fundamentals of Contemporary Mass Spectrometry. Wiley, Hoboken 2007.
- Gross J.H.: Mass Spectrometry, A Textbook, 3rd ed. Springer, Cham 2017.
- de Hoffmann E., Stroobant V.: Mass Spectrometry, Principles and Applications, 3rd ed. Wiley, Chichester 2007.
- Busch K.L.: Spectroscopy 21(7):14 (2006).
- Busch K.L.: Spectroscopy 21(10):14 (2006).
- Lemr K., Borovcová L.: Chemické listy 114:101 (2020).
- Munson M.S.B., Field F.H.: J. Am. Chem. Soc. 88:2621 (1966).
- Harrison A.G.: Chemical Ionization Mass Spectrometry, 2nd ed. CRC Press, Boca Raton 1992.
- Watson J.T., Sparkman O.D.: Introduction to Mass Spectrometry. Wiley, Chichester 2007.
- Munson B.: Int. J. Mass Spectrom. 200:243 (2000).
- Lemr K., Borovcová L.: Chemické listy 114:96 (2020).
- Drabner G., Poppe A., Budzikiewicz H.: Int. J. Mass Spectrom. Ion Processes 97:1 (1990).
- Herman J.A., Harrison A.G.: Can. J. Chem. 59:2125 (1981).
- Abbatt J.A., Harrison A.G.: Org. Mass Spectrom. 21:557 (1986).
- Dougherty R.C.: Anal. Chem. 53:625A (1981).
- Baldwin M.A., McLafferty F.W.: Org. Mass Spectrom. 7:1353 (1973).
- Vincenti M.: Int. J. Mass Spectrom. 212:505 (2001).
- NIST WebBook Chemistry Database: http://webbook.nist.gov/chemistry/, retrieved 2020.
Obsah byl automaticky vytvořen z originálního PDF dokumentu pomocí AI a může obsahovat nepřesnosti.
Podobná PDF
VZNIK IONTŮ V HMOTNOSTNÍ SPEKTROMETRII: IONIZACE A FRAGMENTACE
2020||Vědecké články
Chem. Listy 114, 96−100 (2020) Referát VZNIK IONTŮ V HMOTNOSTNÍ SPEKTROMETRII: IONIZACE A FRAGMENTACE Karel Lemr a Lucie Borovcová 2. Způsoby ionizace látek v hmotnostní spektrometrii Mikrobiologický ústav AV ČR, v.v.i., Vídeňská 1083, 142 20 Praha 4 [email protected] Ztráta elektronu…
Klíčová slova
ionizace, ionizacetlaku, tlakuatmosférického, atmosférickéhofotoionizace, fotoionizaceprotonu, protonuionty, iontyreferát, referátionizační, ionizačníionizaci, ionizaciiontů, iontůelektronová, elektronovámohou, mohouvede, vededesorpce, desorpcelátek
CHEMIE IONTŮ V PLYNNÉ FÁZI: ZÁKLADNÍ POJMY
2020||Vědecké články
Chem. Listy 114, 89−95 (2020) Referát CHEMIE IONTŮ V PLYNNÉ FÁZI: ZÁKLADNÍ POJMY neboli molekulárním iontem (M+●). To je vyjádřeno rovnicí (2): František Tureček Department of Chemistry, University of Washington, Seattle, WA, USA [email protected] M → M+● + e– (2)…
Klíčová slova
iead, ieadenergie, energiereferát, referátenergií, energiíelektronu, elektronuprotonu, protonukee, keeiontu, iontuiontových, iontovýchrozpadu, rozpaduiontů, iontůfragmentů, fragmentůpřenosu, přenosujsou, jsouplynné
ELEKTRONOVÁ IONIZACE
2020||Vědecké články
Chem. Listy 114, 101−105 (2020) Referát ELEKTRONOVÁ IONIZACE Karel Lemr a Lucie Borovcová kál-kationtu (molekulového iontu), výjimečně vznikají ionty se sudým počtem elektronů např. NO+: M + eF– → M+● + eF– + eS– Nedochází ke srážce částic, a proto…
Klíčová slova
elektronu, elektronuionizace, ionizaceionizační, ionizačníelektronů, elektronůreferát, referátlátky, látkyenergie, energieionty, iontyelektronová, elektronováenergii, energiianalyzované, analyzovanépři, přiiontů, iontůkomůrky, komůrkyjeho
ÚVOD DO TANDEMOVÉ HMOTNOSTNÍ SPEKTROMETRIE
2020||Vědecké články
Chem. Listy 114, 133−144 (2020) Referát ÚVOD DO TANDEMOVÉ HMOTNOSTNÍ SPEKTROMETRIE Martin Sadílek 1. Úvod a definice University of Washington, Seattle, WA 98195-1700, Spojené státy americké [email protected] Lidová moudrost, že „ve dvou se to lépe táhne“, platí i v oblasti…
Klíčová slova
iontů, iontůhmotnostní, hmotnostníaktivaci, aktivacireferát, referátths, thselektronu, elektronupro, prodisociace, disociaceenergie, energienízký, nízkýaktivace, aktivaceprostoru, prostoruenergií, energiíhmotnostních, hmotnostníchrozpady